化成电解液浓度对锌银电池高温放电影响分析

刘丹,何生亮,刘维

贵州梅岭电源有限公司  贵州省遵义市 563000

摘要：锌银电池具有不一样的倍率，它可以有助于各种大电流设备，促进其放电性并增加电能，促进电力资源的提供，目前科技水平不断的提升，它的应用范围越来越广，在不同的环节中，需要应用的能量要求也在逐渐升高。对于目前电极制备技术的使用情况，探讨化成电解液不同浓度的对比内容，分析其对高温条件下单体电压和容量的影响作用，探讨不一样的浓度影响，以便于提供更多的技术参考。

关键词：锌银电池；性能影响；高温；单体电池

引言：电池是一种重要的应用物质，它可以被看作是一种应用化学技术的方式，分析锌银贮备电池，它使用起来非常方便，可以在长久的应用中释放大电流，使用起来更加安全可靠。目前时代科技正在不断的进步，从现有的研究资料可以得到，在锌银贮备电池的能量方面提出了更多的要求和标准，所以比能量方面还有很大的探究空间。

一、实验

（一）测试的方式

将电极制备完成之后，进行化成处理，待结束之后处理单体电池，首先进行组装，其次进行放电的试验。按照单体装配的要求处理正负电极，银电极（正极）需要4片、锌电极（负极）需要3片、电池采用两种类型的隔膜各1层，完成单装处理之后，将它们装进单体放电槽中。安排一个50℃的恒温箱，将有关的实验器件一起放进去，包括电解液、实验单体、注射的设备等，保持温度2h。将恒温后的电解液用注射设备快速注入实验的单体，注入量为5ml，进行浸润处理，时间为30s，计时开始是从倒入电解液算起，保持在50℃。按照要求连接放电线路，以2A电流恒流的形式不断放电，设定截止电压，数值为1.35V。

（二）制备电极

应用负极锌膏，它的质量为每片2.6g，应用的正极，每一片的质量为2g，采用正负电极时，应用双极化成的形式，对于化成电流和化成时间，它们是一致的。

二、锌银电池的概述

（一）锌银电池的结构

关于锌银电池，涉及到的组成部分有很多，比如极板组、单体等，分析极板组，主要需要正负的极板，另外还需要隔膜，连接的部分是极组，利用聚酰胺树脂，将其盖在表层上，之后保留一个注入液体的口，在入口的位置处进行安装处理，设置一个气孔塞[1]。

锌银电池既可以被制作成原电池，又可以被制作成蓄电池。在外形方面，常见的形态包括矩形、圆柱形、纽扣形。现阶段，最常见、应用最广泛的锌银电池的正极的主要成分是氧化汞或石墨。除此之外，还可以用氧化银代替氧化汞，同样可以与石墨共同构成锌银电池的正极。金属锌是锌银电池负极的主要构成材料。在此基础上，一般使用氢氧化钾（一种强碱）作为锌银电池的电解质。

（二）锌银电池的工作原理

关于锌银电池，一方面可以分为一次电池，另一个方面可以分为蓄电池，它的工作原理在于，确定好正极，利用银氧化物，将其作为正极，利用锌这种物质，将其作为电池的负极，利用氢氧化钾这种物质，得到电解液的成分，从而形成化学反应，利用两级反应，可以产生众多化学的反应，就会借助外在的线路，导致电流产生，有助于储存、转换等。

锌银电池的电极反应如下：其一，负极方面。金属锌与强氧化钾的氢氧根离子方发生反应，会生成氧化锌和水，生成的水之后会流向正极，这一过程会释放电子；其二，正极方面。氧化银或氧化汞与水发生反应的同时会吸收电子，生成金属银或汞以及氢氧根离子。总体而言，氢氧根、水生成的量与消耗的量基本保持一致。

（三）银银电池的特点

关于锌银电池，它可以促进放电电压实现功能的发挥，当放电的电压比较高时，属于高坪阶，这就会使电源电压的稳定性具有更高的要求水平。另外，在研究锌银电池时，可以看出它的实际比能量比较高，具有高效的放电属性，但是应用的成本比较高，而且循环应用条件较为苛刻、循环周期少。总体来看，锌银电池的主要优点在于：放电量电压十分稳定，在长时间连续使用时，性能不会发生较为明显的变化。此外，锌银电池也可以被制作成具备充电功能的二次电池组。这种形式的锌银电池能够在短时间内提供电流放电能力。

三、电解液对银电极性能的影响

通过研究银电极，它可以和锌物质进行反应，从而产生电流，其中具有活性物质，比如银的氧化物，一价到三价的形式。关于一价银的氧化物，可以在较高的电阻情况下，和碱液进行溶解；关于二价形式，它具有较强的抵抗磁性的作用，同时具备良好的氧化状态，在常温的情况下，物质的形态不容易受到干扰；关于三价的形式，不利于进行碱性电池的有关化学处理，遇到热的情况很容易发生分解的现象。银电极具有充放电的特点，可以影响化学干扰状态的充放电水平，从而导致电池的供电稳定情况受到影响，阻碍性能的发挥[2]。

四、试验结果及讨论

通过研究某电池的技术标准，电池产品在高温工作时要求的放电时间为2200s，要求的放电电压为26.5V-33 V，对应单体电池的放电时间要求为2200s；基于高温放电情况一般影响电池放电的上限电压，试验单体的放电电压的上限要求为1.63V才能满足组合电池上限电压要求。

在进行处理的过程中，会出现浓度极化的问题，另外还会发生电化学极化等现象，在化成充电的阶段，可以看出电池的端电压比较高，远远大于电池的电动势，而极化的程度影响了高出的程度。通过分析具体的情况可知，关于充电电压，它会受到多个方面的影响，比如充电时刻的电流密度，另外还有电解液具备的密度程度，除此之外还会受到温度环境的影响等。在充电的方面，基于电流和深度，如果它们是稳定不变的，化成电解液时，液体的浓度出现变化，这将会干扰电极的结晶状况，受到影响严重的是，在银电极上，它的结晶形貌会受到影响，从而导致单体电池产生变化，它的电压受到影响，另外干扰了电池的容量。进行实验时，化成电解液需要设置好氢氧化钾的水溶液，以每毫升为指标，采用三个量，分别为比重1.0g、比重1.1g和比重1.2g的电解液，对于极板进行化成处理，处理完成后进行放电实验，放电实验单体分别以单体1、单体2、单体3表示。

通过研究放电的实验，可以看出随着化成电解液的比重不断增加，电压会随之相应的增加，但是实验单体1和实验单体2的电压数值都未超过1.63V，且放电时间满足要求，容量达到1.7Ah；实验单体3的放电时间满足要求但明显少于实验单体1、2，容量仅为1.6Ah，实验单体3的电压明显超过了实验单体1、2，且在前2s达到了1.68V持续时间为20s。这是由于随化成电解液浓度增加，在电极的表面会形成很多数量的氢氧根离子，从而促进电极的表面进行电化学反应，可以生成很多的正极孔率，分析正极活性物质，它们的颗粒比较大，电极中的内阻不大，所以对于单体电池，具有较高的放电电压[3]。

针对于不一样浓度化成的出的极板组成的单体电池展开整体的分析，可以看出，化成电解液浓度在递增的情况下，化成后的单体电池的放电电压在逐渐升高，化成后的单体电池的放电容量呈现先增后降的趋势。通过技术指标分析并结合实际生产，这个电池产品中，采用每毫升1.1g的氢氧化钾电解液对电极进行化成，在提升单体电池放电容量的基础上，从而制约单体电池的电压，保证其满足放电电压上限小于1.63V的要求。

五、结论：关于锌银电池，它使用起来非常方便，可以在长时间的应用中释放大电流，使用起来更加稳妥。目前科技水平不断的提升，各个行业中应用的程度越来越广，在不同的环节中，会对应用的能量方面具有不同的要求。分析当前电池的使用情况，利用化成电解液浓度进行实验的分析，探讨不同浓度电解液对放电容量及电压的影响程度，促进制约单体电池的应用。

参考文献：

[1]罗松,蔡卫红,黄玉兰.环境温度对湿态锌银电池使用的影响[J].电源技术,2020,44(05):720-722+726.

[2]胥涛.化成电解液浓度对锌银电池电极的影响[J].化工设计通讯,2020,46(03):180+200.

[3]周洋洋.高比容量过氧化银电极制备和电性能研究[J].电源技术,2019,43(10):1699-1700+1721.